Orientador: Nivaldo Lemos Cupini

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica

Resumo: Este trabalho propõe a introdução de uma nova propriedade: Resistência à Usinagem, que independe de um material-padrão, que deve ser exaustivamente ensaiado, e não está sujeita a critério qualquer, definido pelo usuário. Neste sentido, a princípio, apresenta-se a necessidade de...

Resumo: Este trabalho propõe a introdução de uma nova propriedade: Resistência à Usinagem, que independe de um material-padrão, que deve ser exaustivamente ensaiado, e não está sujeita a critério qualquer, definido pelo usuário. Neste sentido, a princípio, apresenta-se a necessidade de caracterização do desempenho de materiais em usinagem, para guiar a pesquisa e desenvolvimento (P&D) de materiais de corte fácil (sobretudo) e verificação de sua qualidade, durante a produção e a recepção dos mesmos. Em seguida, discute-se a propriedade tecnológica relacionada: usinabilidade e, porque esta não se aplica à caracterização intrínseca de materiais. São detalhadas as hipóteses básicas e requisitos para a nova propriedade e, definidos o parâmetro de medição e metodologia. Descrevem-se e executam-se ensaios preliminares para verificação dos fatores de influência na medição e sensibilidade da medida, que culminam no desenvolvimento de uma proposta de norma para sua determinação, que envolve o Teste de Calibração e Teste de Medição. A referida propriedade é, então, quantificada pelo valor médio das forças médias de avanço (evolutivas com o desgaste da ferramenta), obtidas num ensaio, em que 8 corpos-de-prova do material a ser testado são submetidos a 4 condições diferentes de usinagem, totalizando 32 etapas, simulando um roteiro de fabricação de um lote de peças a ser usinado. Três materiais (aços ABNT 1212, 12L14 e 1045) foram, então, caracterizados em cinco máquinas diferentes (duas localizavam-se em laboratórios de universidades e três, em empresas de localidades distintas). As médias das medidas obtidas nos diferentes equipamentos não apresentaram diferenças significativas a 95% de intervalo bilateral de confiança. A relativa facilidade de realização do Teste de Medição e baixo custo, aliados à reprodutibilidade de 95%, recomendam sua utilização, quando a usinagem é fator determinante na composição de custos. Cumpre registrar que, apesar da Resistência à Usinagem diferir da propriedade tecnológica correlata, a proposta acolhe a aquela e, inclusive, recomenda o seu emprego exclusivamente na otimização do processo em si. E, não na caracterização do material, pois, esta deve ser independente das nuances do processo

Abstract: This work proposes and accomplishes a new property: Machining Strength. That depends neither on a standard material, that will be intensively tested, in the same way the material will be measured. Nor on further interest criterium defined by the testing user. Since it is determined in a...

Abstract: This work proposes and accomplishes a new property: Machining Strength. That depends neither on a standard material, that will be intensively tested, in the same way the material will be measured. Nor on further interest criterium defined by the testing user. Since it is determined in a padronized test to characterize the material intrinsic performance in relation to the material easiness or difficulty to chip remotion. Thus, in the beginning, it is settled the necessity of the material intrinsic characterization performance in chip removal processes in order to research and develope materials (mostly: free-cutting steels), as well as, the quality assurance during producing or checking by delievering. Basic premisses are stablished. Then, the measuring parameter and procedure are defined. Two preliminary experiments were carried out in order to check the influence factors upon the property determination and the testing procedure sensibility to characterize materials. Towards that, SAE 12L14 steel 20 mm diameter workpieces, that were submitted to different cold drawn rates and rolled, proved to show different machining performances at 95% reliability.Then, it was stablished the property quantification by medium value among the average feed force measurements (those are evolutive with wear, imposed upon the tool) within a padronized test, in which 8 (eigth) workpieces of the material to be tested are submitted to 4 (four) different machining conditions. That totalizes a 32 step testing procedure, which simuIates a complete machining task. Three materials (SAE-1212, -12L14 and -1045 steels) were experimented in five different machines (two ones could be found in laboratories at universities, others, at companies spread in three differnt points). There were no significant difference among the measurements, related to the differnt machines, at 95 % reliability according to inference tests among the measurements, provided by the machines. The relative easiness and relative low cost testing procedure, associated to a 95% reproductibility, recommend it to be used when material machining performance shall be specially considered in manufactured part cost. Machining Strength is different from machinability - the technological property connected. Nevertheless, the new property supports the technological one, that is recommended to describe and optimize the process itself But not the material